Η βασική διαφορά μεταξύ ισορροπίας και σταθερής κατάστασης είναι ότι στην ισορροπία, οι συγκεντρώσεις όλων των συστατικών διατηρούνται σταθερές ενώ, σε σταθερή κατάσταση, μόνο ορισμένα συστατικά διατηρούνται σταθερές.
Όταν ένα ή περισσότερα αντιδρώντα μετατρέπονται σε προϊόντα, ενδέχεται να υποστούν διαφορετικές τροποποιήσεις και αλλαγές ενέργειας. Οι χημικοί δεσμοί στα αντιδρώντα σπάνε και σχηματίζονται νέοι δεσμοί για τη δημιουργία προϊόντων που είναι εντελώς διαφορετικά από τα αντιδρώντα. Αυτό είναι αυτό που ονομάζουμε χημική αντίδραση. Η ισορροπία και η σταθερή κατάσταση είναι σημαντικές χημικές έννοιες σχετικά με διαφορετικές χημικές αντιδράσεις.
Τι είναι η Ισορροπία;
Ορισμένες αντιδράσεις είναι αναστρέψιμες, ενώ κάποιες είναι μη αναστρέψιμες. Σε μια αντίδραση, τα αντιδρώντα μετατρέπονται σε προϊόντα. Σε ορισμένες αντιδράσεις, τα αντιδρώντα παράγονται και πάλι από τα προϊόντα. Ονομάζουμε αυτό το είδος αντιδράσεων ως αναστρέψιμες. Σε μη αναστρέψιμες αντιδράσεις, μόλις τα αντιδρώντα μετατραπούν σε προϊόντα, δεν αναγεννώνται ξανά από προϊόντα.
Σε μια αναστρέψιμη αντίδραση, όταν τα αντιδρώντα μετατρέπονται σε προϊόντα, την ονομάζουμε προς τα εμπρός αντίδραση. Όταν τα προϊόντα μετατρέπονται σε αντιδρώντα, το ονομάζουμε αντίστροφη αντίδραση. Όταν ο ρυθμός των αντιδράσεων προς τα εμπρός και προς τα πίσω είναι ίσος, τότε η αντίδραση βρίσκεται σε ισορροπία. Επομένως, η ποσότητα των αντιδρώντων και των προϊόντων δεν αλλάζει σε μια χρονική περίοδο.
Εικόνα 01: Θερμική Ισορροπία
Οι αναστρέψιμες αντιδράσεις τείνουν πάντα να έρχονται σε ισορροπία και να διατηρούν αυτήν την ισορροπία. Όταν το σύστημα βρίσκεται σε ισορροπία, η ποσότητα των προϊόντων και των αντιδρώντων δεν χρειάζεται να είναι απαραίτητα ίσα. Μπορεί να υπάρχει μεγαλύτερη ποσότητα αντιδραστηρίων από τα προϊόντα ή το αντίστροφο. Η μόνη απαίτηση σε μια εξίσωση ισορροπίας είναι η διατήρηση μιας σταθερής ποσότητας και από τα δύο με την πάροδο του χρόνου. Για μια αντίδραση σε ισορροπία, μπορούμε να ορίσουμε μια σταθερά ισορροπίας, η οποία είναι ίση με την αναλογία μεταξύ της συγκέντρωσης των προϊόντων και της συγκέντρωσης των αντιδράσεων.
Τι είναι η σταθερή κατάσταση;
Σκεφτείτε μια αντίδραση κατά την οποία το αντιδρόν Α πηγαίνει στο προϊόν Γ μέσω ενός ενδιάμεσου Β. Σε μια αντίδραση όπως αυτή, το Β σχηματίζεται από το Α και στη συνέχεια υφίσταται εξάντληση για να σχηματίσει το Γ. Πριν ξεκινήσει η αντίδραση, υπάρχει μόνο το Α και το Β αρχίζει σιγά σιγά να συσσωρεύεται. Ωστόσο, με την πάροδο του χρόνου, η ποσότητα του Α μειώνεται και η Γ αυξάνεται, αλλά η ποσότητα του Β παραμένει περίπου η ίδια με την πάροδο του χρόνου. Σε αυτή την κατάσταση, μόλις σχηματιστεί περισσότερο Β, θα εξαντληθεί για να δώσει το C με γρήγορο ρυθμό διατηρώντας μια συγκέντρωση σε σταθερή κατάσταση. Έτσι, ρυθμός σύνθεσης του B=ρυθμός κατανάλωσης του B.
A ⟶ B ⟶ C
Υπόθεση σταθερής κατάστασης: d(B)/dt=0.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ισορροπίας και σταθερής κατάστασης;
Η ισορροπία και η σταθερή κατάσταση είναι σημαντικές χημικές έννοιες. Η βασική διαφορά μεταξύ ισορροπίας και σταθερής κατάστασης είναι ότι στην ισορροπία, οι συγκεντρώσεις όλων των συστατικών διατηρούνται σταθερές ενώ, σε σταθερή κατάσταση, μόνο ορισμένα συστατικά διατηρούνται σταθερές. Σε κατάσταση ισορροπίας, οι συγκεντρώσεις των συστατικών είναι σταθερές επειδή οι ρυθμοί αντίδρασης είναι ίσοι στην προς τα εμπρός και προς τα πίσω αντίδραση. Σε σταθερή κατάσταση, μόνο ορισμένα συστατικά είναι σταθερά επειδή ο ρυθμός σύνθεσης και ο ρυθμός κατανάλωσης είναι ίσοι. Για αυτό, οι αντιδράσεις δεν χρειάζεται απαραίτητα να βρίσκονται σε ισορροπία.
Σύνοψη – Ισορροπία έναντι σταθερής κατάστασης
Η ισορροπία και η σταθερή κατάσταση είναι σημαντικές χημικές έννοιες. Η βασική διαφορά μεταξύ ισορροπίας και σταθερής κατάστασης είναι ότι στην ισορροπία, οι συγκεντρώσεις όλων των συστατικών διατηρούνται σταθερές ενώ, σε σταθερή κατάσταση, μόνο ορισμένα συστατικά διατηρούνται σταθερές.
